Как возникают крупномасштабные закономерности, которые мы наблюдаем в эволюции? В новой статье в журнале Evolution исследователи из Университета Упсалы и Университета Лидса утверждают, что многие из них являются типом статистического артефакта, вызванного нашей неизбежно недавней точкой зрения, оглядывающейся назад в прошлое. В результате, возможно, будет невозможно сделать какие-либо выводы о том, что вызвало огромные изменения в разнообразии, которые мы наблюдаем с течением времени.
Разнообразие жизни во времени показывает некоторые поразительные закономерности. Например, животные появляются в летописи окаменелостей около 550 миллионов лет назад, во время огромного всплеска разнообразия, называемого «кембрийским взрывом».«Многие группы организмов, по-видимому, произошли таким образом, но позже в их эволюционной истории скорость их диверсификации и морфологических изменений, по-видимому, замедляется. Подобные закономерности можно увидеть как в летописи окаменелостей, так и в реконструкциях прошлого. разнообразия, глядя на отношения между живыми организмами, и они вызвали много споров.
Обладают ли организмы большей эволюционной гибкостью, когда они впервые эволюционируют? Или экосистемы «наполняются» по мере развития большего количества видов, что дает меньше возможностей для дальнейшей диверсификации в дальнейшем? В своей новой статье Грэм Бадд и Ричард Манн выдвигают провокационный аргумент о том, что эти паттерны могут быть в значительной степени иллюзорными и что мы все равно ожидаем увидеть их, даже если скорость эволюционных изменений в среднем останется неизменной во времени.
Биологи и палеонтологи используют статистические модели, называемые «моделями рождения-смерти», для моделирования того, как случайные события видообразования и вымирания порождают закономерности разнообразия. Точно так же, как можно пять раз бросить игральную кость и получить пять шестерок или ни одной, результаты этих случайных моделей очень изменчивы. Эти статистические колебания особенно важны при происхождении группы, когда существует всего несколько видов. Оказывается, в этот ранний период выживают только те группы, которые быстро диверсифицируются, а все остальные вымирают. Поскольку это именно те группы, которые впоследствии стали крупными успешными группами, которые мы видим сегодня, и которые заполняют большую часть летописи окаменелостей, из этого следует, что они, вероятно, демонстрируют этот быстрый образец диверсификации в своем происхождении, но только потому, что они являются смещенным подмножеством всех групп. Позже в их истории, когда такие группы разнообразны, статистические колебания оказывают гораздо меньшее влияние, и поэтому скорость их эволюции, по-видимому, замедляется до фонового среднего значения.
В результате закономерности, которые мы обнаруживаем, анализируя такие группы, не являются общими чертами эволюции в целом, а скорее представляют собой поразительную предвзятость, которая возникает только при изучении групп, которые, как мы уже знаем, были успешными. Это смещение, называемое «толчком прошлого», действительно было известно теоретически в течение примерно 25 лет, но оно почти полностью игнорировалось, вероятно, потому, что предполагалось, что его размер пренебрежимо мал. Однако Бадд и Манн показывают, что эффект очень велик и фактически может объяснить большую часть изменений, которые мы наблюдаем в прошлом разнообразии, особенно когда мы объединяем его с последствиями великих «массовых вымираний», таких как то, что убило от динозавров около 66 миллионов лет назад. Бадд и Манн утверждают, что из-за того, что результирующие паттерны являются неизбежной чертой групп, доступных нам для изучения, из этого следует, что мы не можем обнаружить какую-либо конкретную причину их появления: они просто возникают из-за статистических флуктуаций.
Толчок прошлого является примером гораздо более общего типа паттерна, называемого «предвзятостью выжившего», который можно наблюдать во многих других сферах жизни, например, в бизнес-стартапах и финансах, а также в изучении история. Во всех этих случаях неспособность распознать предвзятость может привести к весьма вводящим в заблуждение выводам. Бадд и Манн утверждают, что история жизни сама по себе не застрахована от таких эффектов и что многие традиционные объяснения того, почему разнообразие меняется во времени, возможно, необходимо пересмотреть - точка зрения, которая неизбежно окажется спорной..